JP7040928B2

JP7040928B2 - Inductor

Info

Publication number: JP7040928B2
Application number: JP2017233483A
Authority: JP
Inventors: 大樹齋藤; 俊正杉原; 知宏本村
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2022-03-23
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: JP2019102696A

Description

本発明は、多フェーズ方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に使用されるインダクタに関する。 The present invention relates to an inductor used in a power supply circuit such as a multi-phase non-isolated DC / DC converter.

近年においては、サーバ及びストレージ等の電気機器において用いられるＤＣ／ＤＣコンバータに対して、消費電流の増大に対応するための大電流化及び低電圧化の要求が強まっている。また、当該電気機器の小型化の要求及び内部回路の複雑化が進んでいるため、当該電気機器に搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータ自体の小型化の要求も強まっている。 In recent years, there has been an increasing demand for DC / DC converters used in electrical equipment such as servers and storage to increase the current and reduce the voltage in order to cope with the increase in current consumption. Further, as the demand for miniaturization of the electric equipment and the complexity of the internal circuit are increasing, the demand for the miniaturization of the DC / DC converter itself mounted on the electric equipment is increasing.

従来から、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング周波数をより高くする場合に、当該周波数の増大に対応させてコイルの巻線回数を減少させ、コイルのインダクタンス値を低下させることが可能であることが知られている。また、コイルの巻線回数を減少させると、直流抵抗が低下し、大電流化を図ることが可能になっている。例えば、特許文献１には、コイルの巻線回数を１ターンとしたインダクタが開示されている。 Conventionally, it has been known that when the switching frequency of a DC / DC converter is increased, the number of coil windings can be reduced in response to an increase in the frequency, and the inductance value of the coil can be lowered. ing. Further, when the number of windings of the coil is reduced, the DC resistance is lowered, and it is possible to increase the current. For example, Patent Document 1 discloses an inductor in which the number of windings of a coil is one turn.

また、大電流化の要求への対応方法として、一つの電気機器又は電源回路において、複数の回路を並列で駆動して、供給される電流を各回路に分担する多フェーズ化が知られている。このような場合には、電気機器又は電源回路の各回路である各フェーズのそれぞれにインダクタが必要となり、インダクタの数量が増加して実装スペースが大きくなり、電気機器又は電源回路の小型化を図ることが困難となる。このような問題を解決する方法として、特許文献２には、ＥＲ型コアとＩ型コアの間に、電気的に独立した２つのコイルが配置された２フェーズ対応のインダクタが開示されている。 Further, as a method for responding to the demand for a large current, it is known that a plurality of circuits are driven in parallel in one electric device or a power supply circuit, and the supplied current is shared by each circuit. .. In such a case, an inductor is required for each phase of each circuit of the electric device or power supply circuit, the number of inductors increases, the mounting space increases, and the electric device or power supply circuit is miniaturized. Will be difficult. As a method for solving such a problem, Patent Document 2 discloses a two-phase compatible inductor in which two electrically independent coils are arranged between an ER type core and an I type core.

特開２０００－６８１２９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-68129 特開２００４－２２１４７４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-221474

しかしながら、従来のようなＥＲＩコア（ＥＲ型コアとＩ型コアの組合せ）、ＥＥコア（２つのＥ型コアの組合せ）、ＥＩコア（Ｅ型コアとＩ型コアの組合せ）では、コア内の磁気損失であるコア損失への対応が不十分であり、要求されるインダクタの特性を満たすことができない問題がある。すなわち、多フェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータにおける市場要求を十分に満たすことができていなかった。 However, in the conventional ERI core (combination of ER type core and I type core), EE core (combination of two E type cores), and EI core (combination of E type core and I type core), the inside of the core There is a problem that the core loss, which is a magnetic loss, is not sufficiently dealt with, and the required inductor characteristics cannot be satisfied. That is, the market demand for a multi-phase DC / DC converter could not be sufficiently satisfied.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、優れた直流重畳特性及び直流抵抗を維持しつつもコア損失を低減し、多フェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータの小型化に寄与可能なインダクタを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is a multi-phase DC / DC converter that reduces core loss while maintaining excellent DC superimposition characteristics and DC resistance. The purpose is to provide an inductor that can contribute to the miniaturization of.

上述した目的を達成するため、本発明の第１の態様に係るインダクタは、巻線回数が１ターンであって、同一方向に延在する延在部をそれぞれが備える複数のコイルと、前記複数のコイルを収容する複数の凹部を備える第１コア部と、前記第１コア部と協働して前記複数のコイルの延在部を覆う第２コア部と、を有し、前記第１コア部と前記第２コア部とは、前記複数のコイルに電流を流して生じる磁力線が互いに近接する以外の領域において、互いに接触している。 In order to achieve the above-mentioned object, the inductor according to the first aspect of the present invention has a plurality of coils each having a winding number of one turn and each having an extending portion extending in the same direction, and the plurality of coils. The first core portion includes a first core portion provided with a plurality of recesses for accommodating the coils of the above, and a second core portion that cooperates with the first core portion to cover the extending portions of the plurality of coils. The portion and the second core portion are in contact with each other in a region other than the regions where the magnetic field lines generated by passing an electric current through the plurality of coils are close to each other.

上述したインダクタは、巻線回数が１ターンのコイルを複数有しているため、優れた直流抵抗及び直流重畳特性を確保することが可能となる。また、第１コア部と第２コア部とは、複数のコイルに電流を流して生じる磁力線が互いに近接する以外の領域において、互いに接触しているため、磁力線同士の干渉が生じやすい領域において磁束が途切れることがなくなる。これにより、当該磁力線同士の干渉が生じやすい領域におけるコア部材のギャップの影響が低減し、インダクタ自体のコア損失を低減することができる。 Since the above-mentioned inductor has a plurality of coils having one turn in the number of windings, it is possible to secure excellent DC resistance and DC superimposition characteristics. Further, since the first core portion and the second core portion are in contact with each other in a region other than the regions where the magnetic field lines generated by passing a current through a plurality of coils are close to each other, the magnetic flux is generated in the region where the magnetic flux lines are likely to interfere with each other. Will not be interrupted. As a result, the influence of the gap of the core member in the region where the magnetic field lines are likely to interfere with each other is reduced, and the core loss of the inductor itself can be reduced.

本発明の第２の態様に係るインダクタは、上記第１の態様に係るインダクタにおいて、前記第２コア部は、前記第１コア部の凹部に嵌合する凸部を備えることである。これにより、コイルを強固に保持することが可能となり、コイルのずれ及び脱離が防止されることになる。 The inductor according to the second aspect of the present invention is the inductor according to the first aspect, wherein the second core portion includes a convex portion that fits into the concave portion of the first core portion. This makes it possible to firmly hold the coil and prevent the coil from slipping and detaching.

本発明の第３の態様に係るインダクタは、上記第１又は第２の態様に係るインダクタにおいて、前記複数のコイルは、前記延在部に両端から前記第１コア部及び前記第２コア部の表面に沿って延在する端子部を備えることである。これにより、優れた直流抵抗及び直流重畳特性を維持しつつも、インダクタを回路基板に容易に実装できることが可能となり、インダクタ自体の小型化も図ることができる。 The inductor according to the third aspect of the present invention is the inductor according to the first or second aspect, wherein the plurality of coils are formed of the first core portion and the second core portion from both ends in the extending portion. It is provided with a terminal portion extending along the surface. This makes it possible to easily mount the inductor on the circuit board while maintaining excellent DC resistance and DC superimposition characteristics, and it is also possible to reduce the size of the inductor itself.

本発明の第４の態様に係るインダクタは、上記第１乃至第３の態様のいずれかに係るインダクタにおいて、前記第１コア部は、Ｈ状の外形形状を備え、前記第２コア部は、前記第１コア部を挟持することである。これにより、磁力線同士の干渉が生じやすい領域におけるコア部材のギャップの影響がより低減し、インダクタ自体のコア損失をより一層低減させ、更にはインダクタを回路基板により容易に実装できることが可能となり、インダクタ自体のより一層の小型化も図ることができる。 The inductor according to the fourth aspect of the present invention is the inductor according to any one of the first to third aspects, wherein the first core portion has an H-shaped outer shape, and the second core portion has an H-shaped outer shape. The first core portion is sandwiched. As a result, the influence of the gap of the core member in the region where the magnetic field lines are likely to interfere with each other is further reduced, the core loss of the inductor itself is further reduced, and the inductor can be easily mounted on the circuit board. It is also possible to further reduce the size of itself.

本発明の第５の態様に係るインダクタは、上記第１乃至第３の態様のいずれかに係るインダクタにおいて、前記第１コア部は、直方体の４つの側面のそれぞれに前記凹部が形成された外形形状を備え、前記第２コア部は、前記第１コア部の前記凹が形成された４つの面を囲むことである。これにより、４フェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータに対応することが可能となり、ＤＣ／ＤＣコンバータの小型化をより一層図ることが可能になる。 The inductor according to the fifth aspect of the present invention is the inductor according to any one of the first to third aspects, wherein the first core portion has an outer shape in which the recess is formed on each of the four side surfaces of a rectangular parallelepiped. It has a shape, and the second core portion surrounds four surfaces of the first core portion in which the recess is formed. As a result, it becomes possible to support a 4-phase DC / DC converter, and it becomes possible to further reduce the size of the DC / DC converter.

本発明に係るインダクタによれば、優れた直流重畳特性及び直流抵抗を維持しつつもコア損失を低減し、多フェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータの小型化に寄与することができる。 According to the inductor according to the present invention, it is possible to reduce core loss while maintaining excellent DC superimposition characteristics and DC resistance, and to contribute to miniaturization of a multi-phase DC / DC converter.

実施例に係るインダクタの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the inductor which concerns on embodiment. 実施例に係るインダクタの斜視図である。It is a perspective view of the inductor which concerns on embodiment. 図２の線III－IIIに沿ったインダクタの断面図である。It is sectional drawing of the inductor along the line III-III of FIG. 実施例に係るインダクタの磁場の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the magnetic field of the inductor which concerns on an Example. 比較例に係るインダクタの磁場の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the magnetic field of the inductor which concerns on a comparative example. 変形例に係るインダクタの断面図である。It is sectional drawing of the inductor which concerns on the modification.

以下、図面を参照し、本発明によるインダクタの実施の形態について、実施例及び変形例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例及び変形例の説明に用いる図面は、いずれも本発明によるインダクタ及びその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略等を行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例及び変形例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。 Hereinafter, embodiments of the inductor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, based on examples and modifications. The present invention is not limited to the contents described below, and can be arbitrarily modified and implemented without changing the gist thereof. Further, the drawings used for explaining the examples and modifications schematically show the inductor and its constituent members according to the present invention, and are partially emphasized, enlarged, reduced, or omitted in order to deepen the understanding. In some cases, the scale and shape of each component may not be accurately represented. Further, the various numerical values used in the examples and the modifications are all shown as examples, and can be variously changed as needed.

＜実施例＞
以下において、図１乃至図３を参照しつつ、本実施例に係るインダクタ１０の構造について説明する。ここで、図１は本実施例に係るインダクタ１０の分解斜視図である。また、図２は本実施例に係るインダクタ１０の斜視図である。更に、図３は、図２の線III－IIIに沿ったインダクタ１０の断面図である。ここで、図１における一方向をＸ方向と定義し、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向、及びＺ方向と定義するとともに、特にインダクタ１０の高さ方向をＺ方向と定義する。 <Example>
Hereinafter, the structure of the inductor 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Here, FIG. 1 is an exploded perspective view of the inductor 10 according to this embodiment. Further, FIG. 2 is a perspective view of the inductor 10 according to the present embodiment. Further, FIG. 3 is a cross-sectional view of the inductor 10 along the line III-III of FIG. Here, one direction in FIG. 1 is defined as the X direction, the direction orthogonal to the X direction is defined as the Y direction and the Z direction, and the height direction of the inductor 10 is defined as the Z direction.

図１乃至図３から分かるように、本実施例に係るインダクタ１０は、２つのコイル（第１コイル１１及び第２コイル１２）、３つのコア（第１コア１３、第２コア１４、及び第３コア１５）から構成されている。また、インダクタ１０は、図２に示すように、構成部材を組み立てることにより、後述する端子部が側面に露出した略直方体状の外形を有することになる。更に、インダクタ１０において、第１コイル１１及び第２コイル１２は３つのコアによって電気的に接続されることなく、すなわち２つのコイルが電気的に独立して設けられていることから、インダクタ１０は２フェーズ方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に使用が可能となっている。 As can be seen from FIGS. 1 to 3, the inductor 10 according to the present embodiment has two coils (first coil 11 and second coil 12) and three cores (first core 13, second core 14, and first core 14). It is composed of 3 cores 15). Further, as shown in FIG. 2, the inductor 10 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape in which the terminal portion described later is exposed on the side surface by assembling the constituent members. Further, in the inductor 10, the inductor 10 is provided because the first coil 11 and the second coil 12 are not electrically connected by the three cores, that is, the two coils are electrically independently provided. It can be used in power supply circuits such as 2-phase non-isolated DC / DC converters.

図１に示すように、第１コイル１１及び第２コイル１２のそれぞれは、巻線回数が１ターンであって、平板状の金属板を折り曲げ及び切断等の各種の加工を施すことによって得られる。例えば、金属板としては、銅板を使用することができるが、これに限定されることなく、要求されるインダクタ１０の電気的特性に応じて、種々の金属を使用することができる。このように第１コイル１１の巻線回数を１ターンとすることにより、優れた直流抵抗及び直流重畳特性を確保することが可能となる。 As shown in FIG. 1, each of the first coil 11 and the second coil 12 has one turn, and is obtained by subjecting a flat metal plate to various processing such as bending and cutting. .. For example, as the metal plate, a copper plate can be used, but the metal plate is not limited to this, and various metals can be used depending on the required electrical characteristics of the inductor 10. By setting the number of windings of the first coil 11 to one turn in this way, it is possible to secure excellent DC resistance and DC superimposition characteristics.

また、第１コイル１１及び第２コイル１２は、同一の形状を有しており、３つのコアによって挟まれて保持される際には同一方向に延在し、Ｙ方向を対称軸として線対称となるように配設される。図１に示すように、第１コイル１１は、Ｙ方向に延在する延在部１１ａ、及び延在部１１ａの両端から第１コア１３及び第２コア１４の表面に沿ってＺ方向に延在する端子部１１ｂから構成されている。より具体的に、第１コイル１１は、延在部１１ａの両端においてＸ方向に折れ曲り且つＺ方向に延在する形状を有し、換言すると、第１コイル１１の全体形状は、略コ字状となっている。 Further, the first coil 11 and the second coil 12 have the same shape, extend in the same direction when sandwiched and held by the three cores, and are line symmetric with the Y direction as the axis of symmetry. It is arranged so as to be. As shown in FIG. 1, the first coil 11 extends in the Z direction from both ends of the extending portion 11a extending in the Y direction and both ends of the extending portion 11a along the surfaces of the first core 13 and the second core 14. It is composed of existing terminal portions 11b. More specifically, the first coil 11 has a shape that is bent in the X direction and extends in the Z direction at both ends of the extending portion 11a, in other words, the overall shape of the first coil 11 is substantially U-shaped. It is in the shape of a coil.

ここで、延在部１１ａの主な機能としては、第１コイル１１に電流を流した場合に磁場を発生することである。一方、端子部１１ｂは、インダクタ１０を２フェーズ方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に実装する際に、半田付けをする部分として主に機能する。このような第１コイル１１の略コ字形状により、巻線回数が１ターンとしつつも、回路基板に容易に実装できる構造がとられているため、優れた直流抵抗及び直流重畳特性を維持しつつも、インダクタ１０の小型化を図ることができる。 Here, the main function of the extending portion 11a is to generate a magnetic field when a current is passed through the first coil 11. On the other hand, the terminal portion 11b mainly functions as a soldering portion when the inductor 10 is mounted on a power supply circuit such as a two-phase non-isolated DC / DC converter. Due to the substantially U-shape of the first coil 11, the structure can be easily mounted on the circuit board while the number of windings is one turn, so that excellent DC resistance and DC superimposition characteristics are maintained. However, the size of the inductor 10 can be reduced.

同様に、第２コイル１２は、Ｙ方向に延在する延在部１２ａ、及び延在部１２ａの両端から第１コア１３及び第３コア１５の表面に沿ってＺ方向に延在する端子部１２ｂから構成されている。より具体的には、図１に示すように、第２コイル１２も、延在部１２ａの両端においてＸ方向に折れ曲り且つＺ方向に延在する形状を有し、第２コイル１２の全体形状は略コ字状となっている。 Similarly, the second coil 12 has an extending portion 12a extending in the Y direction and a terminal portion extending in the Z direction from both ends of the extending portion 12a along the surfaces of the first core 13 and the third core 15. It is composed of 12b. More specifically, as shown in FIG. 1, the second coil 12 also has a shape that is bent in the X direction and extends in the Z direction at both ends of the extending portion 12a, and has an overall shape of the second coil 12. Is roughly U-shaped.

第１コア１３の材料としては、例えば、ＭｎＺｎ系フェライト磁性材料、又はＮｉＺｎ系フェライト磁性材料を使用してもよい。また、第１コア１３は、直方体の２つの面（ＹＺ面）のそれぞれに、Ｙ方向に延在する凹部（溝）１３ａが形成されている。すなわち、第１コア１３のＸＺ面における形状はＨ状となり、換言すると、第１コア１３はＨ状の外形形状を備えている。ここで、第１コア１３の凹部１３ａには、第１コイル１１の延在部１１ａ及び第２コイル１２の延在部１２ａが収容されることになる。 As the material of the first core 13, for example, a MnZn-based ferrite magnetic material or a NiZn-based ferrite magnetic material may be used. Further, in the first core 13, recesses (grooves) 13a extending in the Y direction are formed on each of the two surfaces (YZ surfaces) of the rectangular parallelepiped. That is, the shape of the first core 13 on the XZ surface is H-shaped, in other words, the first core 13 has an H-shaped outer shape. Here, the recess 13a of the first core 13 accommodates the extending portion 11a of the first coil 11 and the extending portion 12a of the second coil 12.

第２コア１４及び第３コア１５は、同一の形状を有しており、第１コア１３と協働して２つのコイルの延在部１１ａ，１２ａを覆う際には、Ｙ方向を対称軸として線対称となるように配設される。すなわち、第２コア１４及び第３コア１５は、第１コア１３をＸ方向において挟持している。また、第２コア１４及び第３コア１５は、平板に凸部（突起）が形成された外形形状を備えている。具体的に、第２コア１４は、平板部１４ａ、及び第１コア１３の凹部１３ａに嵌合する凸部１４ｂから構成されている。同様に、第３コア１５は、平板部１５ａ、及び第１コア１３の凹部１３ａに嵌合する凸部１５ｂから構成されている。 The second core 14 and the third core 15 have the same shape, and when covering the extending portions 11a and 12a of the two coils in cooperation with the first core 13, the Y direction is the axis of symmetry. It is arranged so as to be line-symmetrical. That is, the second core 14 and the third core 15 sandwich the first core 13 in the X direction. Further, the second core 14 and the third core 15 have an outer shape in which a convex portion (projection) is formed on a flat plate. Specifically, the second core 14 is composed of a flat plate portion 14a and a convex portion 14b that fits into the concave portion 13a of the first core 13. Similarly, the third core 15 is composed of a flat plate portion 15a and a convex portion 15b that fits into the concave portion 13a of the first core 13.

ここで、第２コア１４の凸部１４ｂが第１コア１３の凹部１３ａに嵌合されると、第１コア１３の凹部１３ａの底面と第２コア１４の凸部１４ｂの頂面との間において、第１コイル１１の延在部１１ａが挟持されることになる。同様に、第３コア１５の凸部１５ｂが第１コア１３の凹部１３ａに嵌合されると、第１コア１３の凹部１３ａの底面と第３コア１５の凸部１５ｂの頂面との間において、第２コイル１２の延在部１２ａが挟持されることになる。これにより、第１コイル１１及び第２コイル１２が強固に保持されることになり、コイルのずれ及び脱離が防止されることになる。 Here, when the convex portion 14b of the second core 14 is fitted into the concave portion 13a of the first core 13, between the bottom surface of the concave portion 13a of the first core 13 and the top surface of the convex portion 14b of the second core 14. In, the extending portion 11a of the first coil 11 is sandwiched. Similarly, when the convex portion 15b of the third core 15 is fitted into the concave portion 13a of the first core 13, between the bottom surface of the concave portion 13a of the first core 13 and the top surface of the convex portion 15b of the third core 15. In, the extending portion 12a of the second coil 12 is sandwiched. As a result, the first coil 11 and the second coil 12 are firmly held, and the displacement and detachment of the coils are prevented.

なお、本実施例においては、中央に位置する第１コア１３を主コア部（第１コア部）とし、両端に位置する第２コア１４及び第３コア１５を副コア部（第２コア部）としている。また、３つのコアの接合については、絶縁性の接着剤を使用してもよいが、テープ又はバンドによっておこなってもよい。 In this embodiment, the first core 13 located in the center is the main core portion (first core portion), and the second core 14 and the third core 15 located at both ends are the sub core portion (second core portion). ). In addition, an insulating adhesive may be used for joining the three cores, but tapes or bands may be used.

次に、図４に示すように、本実施例に係るインダクタ１０の第１コイル１１及び第２コイル１２に電流を流すと、ＸＺ面において第１コイル１１及び第２コイル１２を中心とする磁場が生じることになる。特に、本実施例に係るインダクタ１０においては、第１コイル１１及び第２コイル１２に電流を流した際に生じる磁力線が、インダクタ１０の中央部において近接することになる。なお、近接とは、磁力線同士が接触することではなく、非常に近づくことを意味する。ここで、図４は、本実施例に係るインダクタ１０の磁場の状態を示す模式図である。 Next, as shown in FIG. 4, when a current is passed through the first coil 11 and the second coil 12 of the inductor 10 according to this embodiment, a magnetic field centered on the first coil 11 and the second coil 12 on the XZ plane. Will occur. In particular, in the inductor 10 according to the present embodiment, the lines of magnetic force generated when a current is passed through the first coil 11 and the second coil 12 are close to each other in the central portion of the inductor 10. Note that proximity does not mean that the lines of magnetic force come into contact with each other, but that they are very close to each other. Here, FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of the magnetic field of the inductor 10 according to the present embodiment.

図４に示すように、インダクタ１０の中央部にはＨ型形状の第１コア１３が位置しているため、当該磁力線同士が近接する領域においては、コア部材のギャップ（隙間）が存在していない。一方で、当該磁力線同士が近接しない（すなわち、互いに干渉しない）領域において、当該ギャップである第１コア１３と第２コア１４との境界（接触面）、及び第１コア１３と第３コア１５との境界（接触面）が存在する。換言すると、第１コア１３と第２コア１４、及び第１コア１３と第３コア１５は、第１コイル及び第２コイルに電流を流した際に生じる磁力線が互いに近接する以外の領域において、互いに接触していることになる。 As shown in FIG. 4, since the H-shaped first core 13 is located at the center of the inductor 10, there is a gap (gap) in the core member in the region where the magnetic lines of force are close to each other. do not have. On the other hand, in a region where the magnetic lines of force do not come close to each other (that is, they do not interfere with each other), the boundary (contact surface) between the first core 13 and the second core 14 and the first core 13 and the third core 15 which are the gaps. There is a boundary (contact surface) with . In other words, the first core 13 and the second core 14, and the first core 13 and the third core 15 are in a region other than the magnetic field lines generated when an electric current is passed through the first coil and the second coil, which are close to each other. They are in contact with each other.

このような構成により、当該磁力線同士の干渉が生じやすい領域において、磁束が途切れることがなくなる。このため、当該磁力線同士の干渉が生じやすい領域におけるコア部材のギャップの影響を低減することができ、インダクタ１０自体のコア損失を低減することができる。 With such a configuration, the magnetic flux is not interrupted in the region where the magnetic flux lines are likely to interfere with each other. Therefore, the influence of the gap of the core member in the region where the magnetic field lines are likely to interfere with each other can be reduced, and the core loss of the inductor 10 itself can be reduced.

一方、図５に示すように、比較例に係るインダクタ２０は、公知の構造を備える一般的なインダクタである。具体的に、インダクタ２０は、Ｅ型の第１コア２１及び第２コア２２を組み合わせたＥＥコアを有しており、第１コア２１と第２コア２２との間の空間に伝的に独立した第１コイル２３及び第２コイル２４が配設されている。すなわち、比較例に係るインダクタ２０も、フェーズ方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に使用が可能となっている。ここで、図５は、比較例に係るインダクタ２０の磁場の状態を示す模式図である。 On the other hand, as shown in FIG. 5, the inductor 20 according to the comparative example is a general inductor having a known structure. Specifically, the inductor 20 has an EE core in which an E-type first core 21 and a second core 22 are combined, and is transmittedly independent of the space between the first core 21 and the second core 22. The first coil 23 and the second coil 24 are arranged. That is, the inductor 20 according to the comparative example can also be used in a power supply circuit such as a phase type non-isolated DC / DC converter. Here, FIG. 5 is a schematic diagram showing a state of the magnetic field of the inductor 20 according to the comparative example.

比較例に係るインダクタ２０は、上述した実施例に係るインダクタ１０とは異なり、図５に示すように、第１コイル２３及び第２コイル２４に電流を流した際に生じる磁力線が近接する領域には、第１コア２１と第２コア２２との境界（接触面）が存在している。すなわち、比較例に係るインダクタ２０における第１コア２１と第２コア２２とは、第１コイル２３及び第２コイル２４に電流を流して生じる磁力線が互いに近接する領域において、互いに接触していることになる。 The inductor 20 according to the comparative example is different from the inductor 10 according to the above-described embodiment, and as shown in FIG. 5, in a region where the magnetic field lines generated when a current is passed through the first coil 23 and the second coil 24 are close to each other. Has a boundary (contact surface) between the first core 21 and the second core 22. That is, the first core 21 and the second core 22 of the inductor 20 according to the comparative example are in contact with each other in a region where the magnetic field lines generated by passing a current through the first coil 23 and the second coil 24 are close to each other. become.

このような構成においては、当該磁力線同士の干渉が生じやすい領域において、磁束が途切れることになる。このため、当該磁力線同士の干渉が生じやすい領域におけるコア部材のギャップの影響を低減することができず、インダクタ２０自体のコア損失の低減が困難となっている。 In such a configuration, the magnetic flux is interrupted in the region where the magnetic flux lines are likely to interfere with each other. Therefore, it is not possible to reduce the influence of the gap of the core member in the region where the magnetic field lines are likely to interfere with each other, and it is difficult to reduce the core loss of the inductor 20 itself.

上述した実施例に係るインダクタ１０と、比較例に係るインダクタ２０とについて、コア損失特性に関するシミュレーションを行ったが、比較例のコア損失が５．７８Ｗ（ワット）に対して、実施例のコア損失は４．２２Ｗ（ワット）という結果が得られた。すなわち、実施例に係るインダクタ１０は、比較例に係るインダクタ２０と比較して、コア損失を低減できるということが、シミュレーションの数値からも確認することができた。なお、シミュレーションにおいては、インダクタ１０とインダクタ２０とは、寸法を同一としつつ、コアの構造のみが異なるように設定した。すなわち、コアの構造の相違のみが、シミュレーションの結果の相違に起因するようにした。 A simulation was performed on the core loss characteristics of the inductor 10 according to the above-described embodiment and the inductor 20 according to the comparative example. The core loss of the comparative example was 5.78 W (watt), while the core loss of the example was The result was 4.22 W (watt). That is, it was confirmed from the numerical values of the simulation that the inductor 10 according to the embodiment can reduce the core loss as compared with the inductor 20 according to the comparative example. In the simulation, the inductor 10 and the inductor 20 are set so that they have the same dimensions but differ only in the core structure. That is, only the difference in the structure of the core is caused by the difference in the simulation result.

以上のように、本実施例に係るインダクタ１０は、巻線回数が１ターンの第１コイル１１及び第２コイル１２を有しているため、優れた直流抵抗及び直流重畳特性を確保することが可能となる。また、主コア部である第１コア１３と副コア部である第２コア１４及び第３コア１５とは、第１コイル１１及び第２コイル１２に電流を流して生じる磁力線が互いに近接する以外の領域において、互いに接触しているため、磁力線同士の干渉が生じやすい領域において磁束が途切れることがない。これにより、当該磁力線同士の干渉が生じやすい領域におけるコア部材のギャップの影響が低減し、インダクタ１０自体のコア損失を低減することができる。これのことを換言すると、本実施例に係るインダクタ１０は、優れた直流重畳特性及び直流抵抗を維持しつつもコア損失を低減し、多フェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータの小型化に寄与することができる。 As described above, since the inductor 10 according to the present embodiment has the first coil 11 and the second coil 12 in which the number of windings is one turn, it is possible to secure excellent DC resistance and DC superimposition characteristics. It will be possible. Further, the first core 13 which is the main core portion and the second core 14 and the third core 15 which are the sub core portions are different from each other except that the magnetic flux lines generated by passing an electric current through the first coil 11 and the second coil 12 are close to each other. Since they are in contact with each other in the region of No. 1, the magnetic flux is not interrupted in the region where the magnetic field lines are likely to interfere with each other. As a result, the influence of the gap of the core member in the region where the magnetic field lines are likely to interfere with each other is reduced, and the core loss of the inductor 10 itself can be reduced. In other words, the inductor 10 according to this embodiment reduces core loss while maintaining excellent DC superimposition characteristics and DC resistance, and contributes to miniaturization of a multi-phase DC / DC converter. Can be done.

＜変形例＞
上述した実施例に係るインダクタ１０は、２フェーズ方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に使用が可能となっていたが、コイル数を増加させて、他のフェーズ方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータに使用可能としてもよい。例えば、図６に示すような４フェーズ方式対応型としてよい。以下において、図６を参照しつつ、他のフェーズ方式の電源回路に対応可能なインダクタを変形例として説明する。ここで、図６は、図３と同様に示す、変形例に係るインダクタの断面図である。 <Modification example>
The inductor 10 according to the above-described embodiment can be used in a power supply circuit such as a two-phase type non-isolated DC / DC converter, but by increasing the number of coils, another phase type non-isolated type can be used. It may be used for a DC / DC converter. For example, it may be a 4-phase method compatible type as shown in FIG. In the following, an inductor compatible with other phase type power supply circuits will be described as a modified example with reference to FIG. Here, FIG. 6 is a cross-sectional view of the inductor according to the modified example shown in the same manner as in FIG.

図６に示すように、変形例に係るインダクタ３０は、第１コア３３に形成された４つの凹部の底部に４つのコイル（第１コイル３１、第２コイル３２、第３コイル３６、及び第４コイル３７）が配置され、当該４つのコイルを第１コア３３と協働して覆い且つ挟持する４つのコア（第２コア３４、第３コア３５、第４コア３８、及び第５コア３９）が第１コア３３の４つの面を囲んで配置された構造を有している。すなわち、インダクタ３０は、上述した実施例に係るインダクタ１０と比較して、中央に位置する主コア部の２つのＸＹ面にも凹部が追加されて設けられ、当該凹部に対してもコイル及び副コア部が設けられた構造を有している。 As shown in FIG. 6, the inductor 30 according to the modified example has four coils (first coil 31, second coil 32, third coil 36, and a first coil 31) at the bottom of four recesses formed in the first core 33. 4 coils 37) are arranged, and 4 cores (2nd core 34, 3rd core 35, 4th core 38, and 5th core 39) are arranged to cover and sandwich the 4 coils in cooperation with the 1st core 33. ) Has a structure arranged so as to surround the four surfaces of the first core 33. That is, the inductor 30 is provided with additional recesses on the two XY surfaces of the main core portion located at the center as compared with the inductor 10 according to the above-described embodiment, and the coil and the sub are also provided for the recesses. It has a structure provided with a core portion.

より具体的に、第１コア３３は、直方体の４つの側面（２つのＹＺ面、及び２つのＸＹ面）のそれぞれに凹部が形成された外形寸法を備えている。また、第２コア３４、第３コア３５、第４コア３８、及び第５コア３９（すなわち、第２コア部）は、上述した実施例の第２コア１４と同一の形状を有している。更に、第１コイル３１、第２コイル３２、第３コイル３６、及び第４コイル３７は、上述した実施例の第１コイル１１と同一の形状を有している。 More specifically, the first core 33 has external dimensions in which recesses are formed on each of the four side surfaces (two YZ planes and two XY planes) of the rectangular parallelepiped. Further, the second core 34, the third core 35, the fourth core 38, and the fifth core 39 (that is, the second core portion) have the same shape as the second core 14 of the above-described embodiment. .. Further, the first coil 31, the second coil 32, the third coil 36, and the fourth coil 37 have the same shape as the first coil 11 of the above-described embodiment.

以上のことから、変形例に係るインダクタ３０も、優れた直流重畳特性及び直流抵抗を維持しつつもコア損失を低減し、多フェーズ方式のＤＣ／ＤＣコンバータのより一層の小型化に寄与することができる。 From the above, the inductor 30 according to the modified example also reduces the core loss while maintaining excellent DC superimposition characteristics and DC resistance, and contributes to further miniaturization of the multi-phase DC / DC converter. Can be done.

なお、上述した実施例及び変形例においては、２フェーズ方式又は４フェーズ方式の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路に使用可能なインダクタを説明したが、例えば、インダクタの中央に位置する主コア部を三角柱状に形成し、当該主コア部の側面に３つのコイル及び副コア部（３つのコア）を設け、３フェーズ方式の電源回路に対応させてもよい。すなわち、主コア部の周囲に複数のコイル及び副コア部を配置し、当該複数のコイルに電流を流して生じる磁力線が互いに近接する以外の領域において、主コア部と副コア部とが互いに接触するように調整することを前提とし、主コア部の形状を適宜選択しつつ、コイルの数量を調整することで、他のフェーズ方式の電源回路に使用可能なインダクタも実現することができる。また、上述した実施例に係るインダクタ１０、及び変形例に係るインダクタ３０を複数準備して並列接続することにより、更なる多フェーズ化に対応してもよい。 In the above-described embodiments and modifications, inductors that can be used in power supply circuits such as 2-phase or 4-phase non-isolated DC / DC converters have been described. For example, the main inductor is located in the center of the inductor. The core portion may be formed in a triangular columnar shape, and three coils and sub-core portions (three cores) may be provided on the side surface of the main core portion to correspond to a three-phase power supply circuit. That is, a plurality of coils and a sub-core portion are arranged around the main core portion, and the main core portion and the sub-core portion are in contact with each other in a region other than the regions where the magnetic field lines generated by passing a current through the plurality of coils are close to each other. By adjusting the number of coils while appropriately selecting the shape of the main core portion, it is possible to realize an inductor that can be used in other phase type power supply circuits. Further, by preparing a plurality of the inductor 10 according to the above-described embodiment and the inductor 30 according to the modified example and connecting them in parallel, further multi-phase may be supported.

更に、上述した実施例及び変形例においては、インダクタの中央に位置する主コア部に凹部を設け、副コア部に凸部を設けていたが、主コア部に凸部を設け、副コア部に凹部を設けるようにしてもよい。このような場合であっても、主コア部と副コア部とは、コイルに電流を流して生じる磁力線が互いに近接する以外の領域において、互いに接触しているため、磁力線同士の干渉が生じやすい領域において磁束が途切れることがない。これにより、当該磁力線同士の干渉が生じやすい領域におけるコア部材のギャップの影響が低減し、インダクタ自体のコア損失を低減することができる。 Further, in the above-described examples and modifications, the main core portion located in the center of the inductor is provided with a concave portion and the sub-core portion is provided with a convex portion, but the main core portion is provided with a convex portion and the sub-core portion is provided. A recess may be provided in the. Even in such a case, since the main core portion and the sub-core portion are in contact with each other in a region other than the magnetic flux lines generated by passing a current through the coil, the magnetic flux lines are likely to interfere with each other. The magnetic flux is not interrupted in the region. As a result, the influence of the gap of the core member in the region where the magnetic field lines are likely to interfere with each other is reduced, and the core loss of the inductor itself can be reduced.

１０インダクタ
１１第１コイル
１１ａ延在部
１１ｂ端子部
１２第２コイル
１２ａ延在部
１２ｂ端子部
１３第１コア（第１コア部）
１３ａ凹部
１４第２コア（第２コア部）
１４ａ平板部
１４ｂ凸部
１５第３コア（第２コア部）
１５ａ平板部
１５ｂ凸部 10 Inductor 11 1st coil 11a Extended part 11b Terminal part 12 2nd coil 12a Extended part 12b Terminal part 13 1st core (1st core part)
13a Recess 14 2nd core (2nd core part)
14a Flat plate part 14b Convex part 15 3rd core (2nd core part)
15a Flat plate 15b Convex

Claims

巻線回数が１ターンであって、同一方向に延在する延在部をそれぞれが備える複数のコイルと、
前記複数のコイルを収容する複数の凹部を備える第１コア部と、
前記第１コア部と協働して前記複数のコイルの延在部を覆う第２コア部と、を有し、
前記第１コア部と前記第２コア部とは、前記複数のコイルに電流を流して生じる磁力線が互いに近接する以外の領域において、互いに接触し、
前記第２コア部は、前記第１コア部の凹部に嵌合する凸部を備えるインダクタ。 A plurality of coils each having a winding number of one turn and each having an extending portion extending in the same direction,
A first core portion having a plurality of recesses for accommodating the plurality of coils, and a first core portion.
It has a second core portion that cooperates with the first core portion and covers the extending portions of the plurality of coils.
The first core portion and the second core portion are in contact with each other in a region other than the regions where the magnetic field lines generated by passing an electric current through the plurality of coils are close to each other.
The second core portion is an inductor provided with a convex portion that fits into the concave portion of the first core portion .

前記複数のコイルは、前記延在部に両端から前記第１コア部及び前記第２コア部の表面に沿って延在する端子部を備える請求項１記載のインダクタ。 The inductor according to claim 1, wherein the plurality of coils include a terminal portion extending from both ends to the extending portion along the surface of the first core portion and the second core portion.

前記第１コア部は、Ｈ状の外形形状を備え、
前記第２コア部は、前記第１コア部を挟持する請求項１または２に記載のインダクタ。 The first core portion has an H-shaped outer shape and has an H-shaped outer shape.
The inductor according to claim 1 or 2 , wherein the second core portion sandwiches the first core portion.

前記第１コア部は、直方体の４つの側面のそれぞれに前記凹部が形成された外形形状を備え、
前記第２コア部は、前記第１コア部の前記凹部が形成された４つの面を囲む請求項１または２に記載のインダクタ。 The first core portion has an outer shape in which the recess is formed on each of the four side surfaces of the rectangular parallelepiped.
The inductor according to claim 1 or 2 , wherein the second core portion surrounds four surfaces of the first core portion in which the recess is formed.

前記複数のコイルのそれぞれの延在部は、平板状の形状を有し、Each extending portion of the plurality of coils has a flat plate shape and has a flat plate shape.
前記延在部は、前記第１コア部の対応する凹部の底面と、前記第２コア部の凸部の頂面との間において挟持されて固定される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインダクタ。One of claims 1 to 4, wherein the extending portion is sandwiched and fixed between the bottom surface of the corresponding concave portion of the first core portion and the top surface of the convex portion of the second core portion. The inductor described in the section.